Description du sujet de thèse

L'équipe Stockage et conversion électrochimiques de l'énergie (ST2E) de l'IMN, en collaboration avec 10 instituts de recherche et de technologie de premier plan en Europe, lance le projet OPINCHARGE financé par le programme Horizon Europe. Le projet vise à développer des méthodes et des outils de caractérisation avancée pour étudier les interfaces solide-liquide dans les batteries Li-ion (LIB) à un niveau de détail sans précédent. Dans ce contexte, le groupe ST2E recherche un-e candidat-e hautement motivé-e bénéficiant de compétences en chimie-analytique (électrochimie, spectroscopie) pour effectuer sa recherche doctorale dans le cadre du projet OPINCHARGE.

Le/la candidat-e au doctorat développera et appliquera une nouvelle technique de spectroscopie vibrationnelle très sensible (SHINERS) permettant la caractérisation operando et in situ des interfaces des batteries. Les techniques d'amplification du signal Raman utilisant des amplificateurs plasmoniques (Shell Isolated Nanoparticules : SHIN) seront combinées à la microscopie confocale Raman et aux méthodes électrochimiques pour suivre et cartographier la composition des couches interfaciales mince semi-passives (SEI, CEI) qui se développent à la surface des électrodes pendant le fonctionnement de la batterie. Le/la doctorant-e travaillera spécifiquement sur la conception des SHINs et sur le développement et le test de nouvelles cellules spectro-électrochimiques, optimisées pour la caractérisation des systèmes LIB en fonctionnement. Les mesures SHINERS operando seront d'abord démontrées sur des matériaux de batterie modèles, puis appliquées à des électrodes de batterie fonctionnelles. En consultation avec ses encadrants, le/la doctorant-e concevra et réalisera des expériences pertinentes, analysera et interprétera les résultats, rédigera des articles scientifiques et diffusera les résultats dans des conférences internationales et séminaires organisés avec les partenaires du projet Opincharge.

Contexte de travail

Le projet de recherche sera hébergé à l'Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel IMN (UMR 6502, https://www.cnrs-imn.fr/) dont les activités de recherche englobent la conception, la caractérisation et l'optimisation de nouveaux matériaux en vue d'applications variées telles que les cellules photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies ou encore les matériaux pour mémoires, photoniques et optiques. Le laboratoire IMN est affilié au CNRS et à l'Université de Nantes, deux institutions de recherche prestigieuses en France et dans le monde. Il est situé sur le campus "Lombarderie" de l'Université de Nantes, à 10 min du centre-ville par les transports en commun.
L'équipe : le/la doctorant-e rejoindra le groupe de recherche ST2E (18 chercheurs permanents et une vingtaine de non-permanents), dont l'activité est centrée sur la synthèse et la caractérisation de matériaux et sur l'analyse des mécanismes qui interviennent dans le fonctionnement de dispositifs de stockage (batteries, supercondensateurs) ou de transformation électrochimique de l'énergie (piles à combustible & électrolyseurs). Le projet sera dirigé par Ivan LUCAS (Chercheur à l'IMN et Maître de conférences à Sorbonne Université) spécialiste des techniques de diagnostic operando à l'échelle nanométrique pour les applications en stockage d'énergie. La codirection de la thèse de doctorat sera assurée par le Prof. Philippe Moreau.

Contraintes et risques

Déplacement à l'étranger pour les séminaires avec les partenaires Européens.

Informations complémentaires

Profile du/de la candidat-e :
- Master en chimie analytique ou en sciences des matériaux.
- Formation/expérience pratique dans au moins un des domaines suivants : électrochimie/spectroscopie Raman/fabrication d'électrodes pour systèmes électrochimiques. Une expérience de la synthèse de nanoparticules inorganiques sera un atout,
- Qualités rédactionnelles, capacité à communiquer et valoriser les travaux
- Maîtrise de l'anglais (lu, écrit, parlé)
- Aptitude à travailler en équipe.

Conditions :
- Lieu de travail : IMN, Campus Lombarderie, Université de Nantes
- Inscription en doctorat à l'Université de Nantes (Ecole doctorale ED-3mg). Veuillez noter que les frais universitaires (380€ / an) sont à la charge de l'étudiant-e.
L'Université de Nantes dispose d'une équipe spécialisée pour aider les étrangers à gérer les formalités administratives françaises.

Candidature :
Votre candidature doit comprendre une lettre de motivation orientée vers le poste et détaillant votre expérience ainsi qu'un CV scientifique